┘
Enkele toevoegingen voor de F:
•Elektrische energie (W= P×t)
•De eenheid joule
•Capaciteit van een batterij (ampère uur)
•De wetten van Kirchhoff
Elektrische energie
Elektrische energie is een begrip dat gekoppeld is aan het opwekken en gebruiken van elektriciteit en wordt uitgedrukt in Joule of Wattseconde.
Voor het uitrekenen in Wattseconde is de formule eenvoudig:
W = P × t.
Waarbij P het vermogen is en t de tijd in seconden.
Weet je de spanning, stroom en tijd dan wordt de formule :
W = U × I × t
Wattseconde komen we niet vaak tegen, meestal zie je kWh staan.
Het vermogen is dan in kilowatts en de tijd niet in secondes maar in uren.
Vraag:
Je hebt een transceiver die gemiddeld tijdens een contest 120 watt uit het lichtnet trekt bij 230 volt.
De contest duurt 12 uur die je ten volle benut.
Hoeveel elektrische energie heeft de transceiver aan het einde van de contest verbruikt?
Antwoord:
Tijdens zenden zal de transceiver aanmerkelijk meer gebruiken dan tijdens ontvangen, daarom spreken we van een gemiddelde van 120 watt over de hele contest, we kunnen gewoon met die 120 watt gaan rekenen.
De spanning hebben we nu niet nodig, want de energie in kWh is kWh =
P (in dit geval in kW) × t (in dit geval in uren) = 0,12 kW × 12 uur = 1,44 kWh.
Joule
Voor het uitrekenen in joule is de formule minder gemakkelijk te onthouden omdat we de eenheden minder vaak gebruiken:
E = Q × U
E: elektrische energie in joule
Q: elektrische lading in coulomb
U: potentiaalverschil in volt
(Q = U × C).
Eén Coulomb is gelijk aan 1 Ampère per seconde, de hoeveelheid lading die vervoerd wordt door een elektrische stroom van 1 ampère gedurende 1 seconde.
Hieruit komt de volgende formule uit:
Q = I × t
Als je een spanning van 230 Volt en een stroom van 1 ampère hebt, hoeveel elektrische energie is dat in joule over een minuut?
Eerst moeten we berekenen hoe groot de lading is, Q = I × t = 1 × 60 = 60 C.
Nu kunnen we de energie uitrekenen, E = Q × U = 60 × 230 = 13800 joule.
Je ziet dat we best grote getallen krijgen als we in joules gaan rekenen, daarom rekenen wij meestal in kilojoule, het antwoord is dan 13,8 kJ.
Capaciteit van een batterij
De capaciteit van een batterij wordt aangegeven in Ampère-uur.
Op kleine batterijen kom je vaak milli Ampère-uur tegen.
Deze eenheid houdt in dat de accu gedurende een uur deze capaciteit kan leveren.
Heb je een accu met een capaciteit van 50 Ah (dat staat voor ampère-hour) en je set trekt tijdens het zenden 50 ampère, dan kun je precies een uur zenden alvorens de accu leeg is.
Op het examen kun je dit soort vragen verwachten:
Een zender werkt op 12 Volt en levert een hoogfrequent vermogen van 72 watt.
Het rendement is 60%.
De aangesloten accu heeft een capaciteit van 30 Ah.
Hoe lang zal de zender werken?
Oplossing:
•72 Watt HF, dat is 60% van het opgenomen vermogen.
•100% van het opgenomen vermogen is (72/60) × 100 = 120 watt.
•De spanning is 12 Volt, de stroom zal dan zijn P / U = 120 / 12 = 10 ampère.
•De accu kan 30 ampère uur leveren, de zender trek maar 10 ampère, het zal dan 3 uur duren voor de accu leeg is.
Kortweg:
De capaciteit gedeeld door de opgenomen stroom is de tijd in uren dat de accu stroom kan leveren.
Een penlight batterijtje van 1,2 volt heeft een capaciteit van 2700 mAh.
Je sluit er een apparaat op aan dat werkt op 1,2 volt en 48 watt opneemt.
Hoe lang blijft de batterij stroom leveren?
oplossing:
•De stroom is enorm, 48 / 1,2 = 40 ampère
•De capaciteit is 2,7 Ah
•2,7 / 40 = 0,0675 uur, dat is ongeveer 4 minuten
In de praktijk zal een penlight bij zulke stromen de geest geven, dit is louter theorie zonder rekening te houden met maximale stromen en kortsluitstromen.
Tot nu toe viel de F cursus nog best mee toch?
Nu gaan we echt een stukje behandelen dat voor veel cursisten nogal wat hoofdbrekens kost, de wetten van Kirchhoff.
Omdat het nogal wat uitleg vergt hebben we deze wetten in hoofdstuk 1.1K uitgelegd, met het achtervoegsel K van Kirchhoff.
Sla dit hoofdstuk beslist niet over.
